[發明專利]多層壓電元件及其制備方法

有效

• 申請號: 200910142023.5
• 申請日: 2009-05-27
• 公開（公告）號: CN101593807A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 長屋年厚;野田耕嗣;池田正俊;中村雅也;柴田大輔
• 申請（專利權）人: 株式會社電裝;株式會社日本自動車部品綜合研究所
• 主分類號: H01L41/083
• 分類號: H01L41/083;H01L41/187;H01L41/047;H01L41/24
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司
• 代理人: 程大軍

1.一種制備多層壓電元件的方法，所述多層壓電元件包括交替層合的壓電陶瓷層和電極形成層，其中，所述壓電陶瓷層由作為多晶材料的晶體取向陶瓷形成，所述晶體取向陶瓷主要由各向同性鈣鈦礦型化合物制得，其中，形成所述多晶材料的每個晶粒的特定{100}晶面是取向的，并且所述電極形成層具有電極部分，所述電極部分形成包含導電金屬的內部電極，并且所述各向同性鈣鈦礦型化合物由通式(1)表示：

[Ag_h{Li_x(K_1-yNa_y)_1-x}_1-h]_j(Nb_1-z-wTa_zSb_w)O_3-k………(1)，

其中，0≤x≤0.2，0≤y≤1，0≤z≤0.4，0≤w≤0.2，x+z+w＞0，0＜h≤0.05，0.94≤j≤1，并且0≤k≤0.5，

所述方法包括以下步驟：

將各向異性成形的粉末與反應原料粉末混合，所述各向異性成形的粉末由各向異性成形取向的顆粒制得，其中，每個各向異性成形取向的顆粒的特定{100}晶面是取向的，并且，當所述反應原料粉末與所述各向異性成形的粉末反應來制備原料混合物時，產生通式(1)表示的各向同性鈣鈦礦型化合物；

使所述原料混合物成型，從而使每個各向異性成形取向的顆粒的特定{100}晶面大致在同一方向取向，以便制備具有薄片形狀的生片；

將電極材料印制到所述生片上，所述電極材料在燒制后變成所述電極部分；

在進行所述印制之后，在所述多層壓電元件的層合方向上將所述生片層合，并且制得層合物；以及

將所述層合物燒制，從而使所述各向異性成形的粉末與所述反應原料粉末反應，并且整體燒結，以制備所述多層壓電元件，其中，所述壓電陶瓷層與所述電極形成層是交替層合的，

其中，將第一反應原料粉末和第二反應原料粉末用作所述反應原料粉末，并且所述第二反應原料粉末由Ag源制得，并且所述第一反應原料粉末由通式(4)表示的各向同性鈣鈦礦基化合物制得：

{Li_p(K_1-qNa_q)_1-p}_c(Nb_1-r-sTa_rSb_s)O₃………(4)，

其中，0≤p≤1，0≤q≤1，0≤r≤1，0≤s≤1，0.95≤c≤1.05。

2.根據權利要求1所述的制備多層壓電元件的方法，其中，所述各向異性成形的粉末由各向同性鈣鈦礦基五價金屬酸堿化合物形成，所述金屬酸堿化合物由通式(2)表示：

(K_aNa_1-a)(Nb_1-bTa_b)O₃………(2)，

其中，0≤a≤0.8并且0.02≤b≤0.4。

3.根據權利要求1所述的制備多層壓電元件的方法，其中，所述各向異性成形的粉末由酸處理材料制得，所述酸處理材料是通過對各向異性成形的起始原料進行酸處理獲得的，所述起始原料由通式(3)表示的含鉍的多層鈣鈦礦型化合物形成：

(Bi₂O₂)²⁺{Bi_0.5(K_uNa_1-u)_m-1.5(Nb_1-vTa_v)_mO_3m+1}^2-………(3)，

其中，m是不小于2的整數，0≤u≤0.8并且0≤v≤0.4。

4.根據權利要求1所述的制備多層壓電元件的方法，其中，將AgNbO₃粉末和/或AgTaO₃粉末用作所述第二反應原料粉末。